अरुडिनो डस्क/डॉन क्लॉक टाइमर: 15 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

सारांश:

यह Arduino आधारित टाइमर शाम, भोर या निर्दिष्ट समय पर एक 220V प्रकाश स्विच कर सकता है।

परिचय:

मेरे घर की कुछ लाइटें शाम को अपने आप चालू हो जाती हैं, या तो पूर्व निर्धारित समय तक या भोर (पूरी रात) तक।

रोशनी का स्थान प्रकाश संवेदक के उपयोग की अनुमति नहीं देता है। नियमित रूप से उपलब्ध क्लॉक टाइमर एक विशिष्ट समय पर स्विच ऑन करते हैं। शाम के आसपास स्विच करने के लिए इसलिए टाइमर प्रोग्राम सेटिंग को नियमित रूप से समायोजित करने की आवश्यकता होती है।

एक अच्छी चुनौती के रूप में, मैंने इसके बजाय एक कस्टम Arduino आधारित स्टैंड अलोन टाइमर बनाने का निर्णय लिया। यह उस समय को निर्धारित करने के लिए वास्तविक समय घड़ी और डस्क2डॉन लाइब्रेरी का उपयोग करता है जिस पर रोशनी को चालू या बंद किया जाना चाहिए। इस टाइमर के लिए संलग्नक 3डी प्रिंटेड है और इसे थिंगविवर्स पर पाया जा सकता है। इस परियोजना के लिए Arduino कोड GitHub पर पाया जा सकता है।

इस टाइमर के निर्माण में मुझे इंटरनेट पर कई डिजाइनों और सर्किटों से प्रेरणा मिली। उन सभी योगदानकर्ताओं को मेरा धन्यवाद जिनका स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं किया गया है।

पठनीयता के लिए पूर्ण सर्किट आरेख के बजाय, जहां आवश्यक हो, आंशिक आरेखों को चरणों में दिखाया गया है।

वैकल्पिक समाधान:

स्टैंड-अलोन टाइमर के बजाय, ऐसे कई समाधान हैं जहां एक स्मार्ट होम ऑटोमेशन सिस्टम रोशनी चलाता है। मेरा लक्ष्य एक स्वतंत्र समाधान होना था, जो वाईफ़ाई (या अन्य) कनेक्टिविटी पर निर्भर नहीं करता है।

प्रतिबंध:

इस परियोजना के साथ प्रदान किए गए कोड में यूरोपीय डेलाइट सेविंग सिस्टम के आधार पर डेलाइट सेविंग परिवर्तन कार्यान्वयन शामिल है।

चरण 1: भागों की सूची और उपकरण

भाग:

कुल पुर्जों की लागत (३डी प्रिंट को छोड़कर) लगभग €३०, -.

• हेडर के बिना Arduino नैनो V3 (संगत)
• बिजली की आपूर्ति 5V 0.6A (34 x 20 x 15 मिमी)
• सॉलिड-स्टेट रिले 5V - एक्टिव लो - 2A 230VAC
• वास्तविक समय घड़ी DS3231 (छोटा)
• 0.96” OLED डिस्प्ले SPI 128*64 पिक्सल
• रोटरी एन्कोडर - ईसी 11 - 20 मिमी
• घुंडी 6 मिमी शाफ्ट 15 मिमी * 17 मिमी
• ब्रेडबोर्ड मुद्रित सर्किट बोर्ड,
• 4 * M3x25mm स्क्रू
• 3डी प्रिंटेड एनक्लोजर
• तापरोधी पाइप
• तारों
• स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक (तटस्थ तारों को जोड़ने के लिए)

उपकरण की आवश्यकता:

• सोल्डरिंग आयरन
• सोल्डर तार
• डीसोल्डरिंग पंप
• वायर स्ट्रिपर्स
• कटर
• 3डी प्रिंटर (एनक्लोजर प्रिंट करने के लिए)
• मिश्रित छोटे उपकरण

चेतावनी

यह सर्किट 230v एसी पर काम करता है और यदि आप मेन वोल्टेज के साथ काम करने के आदी नहीं हैं या 230v एसी मेन्स वोल्टेज के साथ काम करने का पर्याप्त अनुभव नहीं है तो कृपया इस प्रोजेक्ट से दूर रहें।

मैं इस परियोजना का पालन करने के परिणामस्वरूप सीधे या इसके परिणामस्वरूप होने वाली किसी भी हानि या क्षति के लिए कोई ज़िम्मेदारी नहीं लेता हूं।

एसी मेन्स के साथ काम करते समय हमेशा उचित देखभाल और सावधानी बरतने की सलाह दी जाती है।

चरण 2: OLED डिस्प्ले और रीयल टाइम क्लॉक तैयार करें

3डी प्रिंटेड एनक्लोजर न्यूनतम आकार के लिए डिजाइन किया गया है। नतीजतन, OLED डिस्प्ले के हेडर और रियल टाइम क्लॉक को हटाने की जरूरत है।

अगले चरण की तैयारी में, सोल्डरिंग पंप के साथ छेद से किसी भी शेष मिलाप को साफ करें।

चरण 3: रोटरी एनकोडर तैयार करें

रोटरी एनकोडर में आकर्षक कनेक्टर होते हैं। क्षति को रोकने के लिए, एन्कोडर पर मुद्रित सर्किट बोर्ड का एक टुकड़ा माउंट करें।

तस्वीर में जमीनी कनेक्शन (ऊपर से दाएं और बीच में नीचे) भी पहले से ही तैयार है।

नोट: सुनिश्चित करें कि मुद्रित सर्किट बोर्ड के साथ रोटरी एन्कोडर Arduino को छुए बिना बाड़े में फिट बैठता है। एक सुखद फिट पाने के लिए मुद्रित सर्किट बोर्ड को पीसने की आवश्यकता हो सकती है।

चरण 4: संलग्नक

बाड़े के तीन हिस्सों को 3डी प्रिंटर से प्रिंट करें। थिंगविवर्स पर निर्देशों का संदर्भ लें।

चरण 5: Arduino Power LED को अक्षम करें (वैकल्पिक)

टाइमर में हरे रंग की चमक को रोकने के लिए, Arduino की पावर एलईडी को अक्षम किया जा सकता है।

ध्यान दें कि यह संशोधन वैकल्पिक है।

Arduino नैनो में संशोधन में नेतृत्व वाली शक्ति के बगल में रोकनेवाला को हटाना शामिल है (चित्र में लाल वृत्त देखें)।

चरण 6: बिजली की आपूर्ति + ठोस राज्य रिले

इस चरण में बिजली की आपूर्ति और सॉलिड-स्टेट रिले को संयुक्त किया जाता है और बाड़े के निचले हिस्से में लगाया जाता है।

बिजली की आपूर्ति और रिले के बीच कनेक्शन इन घटकों के निचले भाग में बने होते हैं। रिले के स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक का उपयोग Arduino से कनेक्ट करने के लिए किया जाएगा।

नोट: कनेक्शन बनाते समय, सुनिश्चित करें कि सॉलिड-स्टेट रिले के बढ़ते छेद मुक्त रखे गए हैं।

• बिजली आपूर्ति के एसी कनेक्शन में से एक के लिए ठोस राज्य रिले ए 1 के बीच एक कनेक्शन तार मिलाप
• बिजली की आपूर्ति के अन्य एसी कनेक्शन के लिए एक तार मिलाएं (यह चरण 7 में तटस्थ स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक से जुड़ा होगा)
• बिजली की आपूर्ति के बीच एक तार मिलाप - डीसी को रिले करने के लिए वीओ-
• बिजली की आपूर्ति को जोड़ने के लिए एक तार मिलाप + डीसी को रिले करने के लिए वीओ +

नोट: बाड़े में फिट होने में सक्षम होने के लिए बिजली की आपूर्ति और रिले पर लीड को छोटा करने की आवश्यकता हो सकती है।

चरण 7: Arduino नैनो + बिजली की आपूर्ति + सॉलिड-स्टेट रिले

इस चरण में, Arduino Nano बिजली की आपूर्ति और सॉलिड-स्टेट रिले से जुड़ा है।

• लगभग 70 मिमी लंबाई के दो तार काटें। एक तरफ 30 मिमी अलगाव और दूसरी तरफ 4 मिमी पट्टी करें।
• 30 मिमी स्ट्रिप्ड आइसोलेशन के साथ Arduino +5V और GND के साथ साइड को मिलाएं, जिसमें तार चिपके हुए हों
• 20 मिमी लंबाई की दो हीट-सिकुड़न ट्यूबों को काटें और उन्हें 25 मिमी के कटे हुए हिस्से पर माउंट करें। यह सॉलिड-स्टेट रिले के माउंट स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक DC+ और DC- के साथ कनेक्शन तक के तारों को अलग करता है।
• ध्यान दें कि रिले स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक से सही ढंग से कनेक्ट करने के लिए GND और +5V के तारों को पार करने की आवश्यकता है।
• लगभग ४० मिमी लंबाई का एक तार काटें और दोनों सिरों के ४ मिमी के अलगाव को पट्टी करें। Arduino के बैकसाइड पर A2 कनेक्शन के लिए एक तरफ मिलाप करें, और दूसरी तरफ सॉलिड-स्टेट माउंट स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक के CH1 कनेक्शन से कनेक्ट करें।

चेतावनी

Arduino आंतरिक बिजली नियामक का उपयोग करने के बजाय Arduino को सीधे स्थिर +5V बिजली की आपूर्ति से संचालित किया जाता है। इसलिए, जब Arduino बिजली की आपूर्ति से बिजली प्राप्त करता है, तो USB को कनेक्ट करना सुरक्षित नहीं है।

Arduino USB कनेक्शन का उपयोग करने से पहले हमेशा 230VAC मेन को डिस्कनेक्ट करें।

चरण 8: Arduino नैनो + रीयल टाइम क्लॉक

इस चरण में वास्तविक समय घड़ी Arduino से जुड़ी है, आंशिक रूप से पिछले चरण में तैयार किए गए केबलों का उपयोग करके।

• Arduino GND (रिले के DC- से भी जुड़ा हुआ) से आने वाले तार को रियल टाइम क्लॉक के '-' में मिलाएं।
• Arduino +5V (रिले के DC+ से भी जुड़ा) से आने वाले तार को रीयल टाइम क्लॉक के '+' से मिलाएं।
• लगभग ४० मिमी लंबाई के दो तारों को काटें और दोनों सिरों के ४ मिमी के अलगाव की पट्टी करें।
• Arduino A4 और रीयल टाइम क्लॉक D (SDA) के बीच एक तार मिलाप करें।
• Arduino A5 और रियल टाइम क्लॉक C (SCL) के बीच एक तार मिलाएं।
• वास्तविक समय घड़ी के तारों को आकार दें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे रोटरी एन्कोडर में हस्तक्षेप नहीं करते हैं। इसके लिए तारों को बाड़े के नीचे होना चाहिए।

चरण 9: OLED डिस्प्ले कनेक्ट करें

इस चरण में OLED SPI डिस्प्ले को Arduino में जोड़ा जाता है।

• 65 मिमी लंबाई के 2 तार काटें और दोनों सिरों के 4 मिमी अलगाव की पट्टी करें।
• OLED डिस्प्ले के GND कनेक्शन में एक तार मिलाएं। इस तार को Arduino GND से आने वाले हीट-सिकुड़ते ट्यूबिंग पृथक तार से मिलाएं (चरण 4 देखें) और दोनों तारों को सॉलिड-स्टेट रिले के DC- माउंट स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक से कनेक्ट करें।
• OLED डिस्प्ले के VCC कनेक्शन में एक तार मिलाएं। इस तार को Arduino +5V (चरण 4 देखें) से आने वाले हीट-सिकुड़ ट्यूबिंग पृथक तार से मिलाएं और दोनों तारों को ठोस-राज्य रिले के DC+ माउंट स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक से कनेक्ट करें।
• 65 मिमी लंबाई के 5 तार काटें और दोनों सिरों के 4 मिमी अलगाव की पट्टी करें।
• D0 (CLK) को Arduino D10. से जोड़ने के लिए एक तार मिलाप करें
• D1 (MOSI / DATA) को Arduino D9. से जोड़ने के लिए एक तार मिलाएं
• RES (RT) को Arduino D8. से जोड़ने के लिए एक तार मिलाप करें
• DC को Arduino D11 से जोड़ने के लिए एक तार मिलाप करें
• CS को Arduino D12 से जोड़ने के लिए एक तार मिलाप करें

नोट: डिस्प्ले तारों का क्रम तार्किक नहीं है। यह पहले Adafruit उदाहरण का उपयोग करने और फिर कनेक्शन बदलने का परिणाम है क्योंकि D13 का उपयोग करने से हर समय Arduino पर एक लाल एलईडी दिखाई देती है।

विकल्प

एसपीआई कनेक्शन के लिए 'सामान्य' ऑर्डर का उपयोग करना संभव है। इसके लिए, oldcontrol.cpp में Arduino प्रोग्राम डिजिटल आउटपुट परिभाषा को तदनुसार समायोजित किया जाना चाहिए:

// सॉफ्टवेयर एसपीआई का उपयोग करना

// पिन परिभाषाएँ

# सीएस_पिन 12 परिभाषित करें

#RST_पिन 8 परिभाषित करें

#DC_पिन 11 परिभाषित करें

#MOSI_पिन 9 परिभाषित करें

#CLK_पिन 10 परिभाषित करें

चरण 10: रोटरी एनकोडर

आरेख Arduino के रोटरी एन्कोडर (ऊपर से देखा गया एन्कोडर) के कनेक्शन दिखाता है।

• 45 मिमी के 4 तार काटें और दोनों सिरों के 4 मिमी के अलगाव को पट्टी करें।
• Arduino GND को एन्कोडर के ऊपरी दाएं और निचले मध्य कनेक्टर से कनेक्ट करें
• Arduino D2 को एन्कोडर के नीचे बाईं ओर कनेक्ट करें
• Arduino D3 को एन्कोडर के नीचे दाईं ओर कनेक्ट करें
• Arduino D4 को एन्कोडर के ऊपर बाईं ओर कनेक्ट करें

चरण 11: बाड़े में स्थापना

बाड़े के निचले हिस्से में सभी इलेक्ट्रॉनिक्स स्थापित करें:

• Arduino को लंबवत स्लॉट पर स्लाइड करें
• वास्तविक समय घड़ी को निचले डिब्बे में स्लाइड करें
• बिजली की आपूर्ति को स्लाइड करें और शीर्ष डिब्बे में रिले करें, सुनिश्चित करें कि रिले अपने माउंट पर बैठता है।

चरण 12: स्विच करने के लिए मेन्स / लाइट से कनेक्ट करना

चेतावनी

एसी मेन्स के साथ काम करते समय उचित देखभाल और सावधानी बरतने को सुनिश्चित करें, सुनिश्चित करें कि एसी मेन्स काट दिया गया है।

मैं इस परियोजना का पालन करने के परिणामस्वरूप सीधे या इसके परिणामस्वरूप होने वाली किसी भी हानि या क्षति के लिए कोई ज़िम्मेदारी नहीं लेता हूं।

• एसी मेन्स फेज को रिले के ए1 (बाएं) स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक से कनेक्ट करें।
• रिले के B1 (दाएं) स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक में स्विच किए जाने वाले प्रकाश के चरण को कनेक्ट करें।
• एसी मेन न्यूट्रल वायर, लाइट न्यूट्रल वायर और पावर सप्लाई के न्यूट्रल वायर को जोड़ने के लिए एक अलग स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक का उपयोग करें।
• तनाव से राहत के लिए, प्रत्येक पावर केबल के चारों ओर एक टाई रैप माउंट करें।

चरण 13: संलग्नक को समाप्त करना

इस चरण में बाड़े में बढ़ते हुए पूरा हो गया है

• बाड़े के मध्य भाग में डिस्प्ले माउंटिंग होल के माध्यम से OLED डिस्प्ले को स्लाइड करें।
• रोटरी एन्कोडर को मध्य भाग में छेद के माध्यम से स्लाइड करें, सुनिश्चित करें कि एंटी-रोटेशन लाइनें ऊपर हैं। शामिल वॉशर और नट का उपयोग करके रोटरी एन्कोडर को माउंट करें।
• बाड़े के शीर्ष भाग को माउंट करें और नीचे से चार M3x25mm स्क्रू लगाकर बाड़े को बंद करें।

चरण 14: Arduino की प्रोग्रामिंग

चेतावनी

Arduino आंतरिक बिजली नियामक का उपयोग करने के बजाय Arduino को सीधे स्थिर +5V बिजली की आपूर्ति से संचालित किया जाता है। इसलिए, जब Arduino बिजली की आपूर्ति से बिजली प्राप्त करता है, तो USB को कनेक्ट करना सुरक्षित नहीं है।

Arduino USB कनेक्शन का उपयोग करने से पहले हमेशा 230VAC मेन को डिस्कनेक्ट करें।

GitHub से Arduino टाइमर प्रोग्राम को पुनः प्राप्त करें।

यह प्रोग्राम Arduino IDE का उपयोग करता है, जिसे यहां प्राप्त किया जा सकता है।

कार्यक्रम निम्नलिखित अतिरिक्त पुस्तकालयों का उपयोग करता है:

SSD1303Ascii

Arduino वायर लाइब्रेरी

ध्यान दें कि dusk2dawn लाइब्रेरी का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन इसके इंटरफ़ेस में बदलाव के कारण कोड के रूप में शामिल किया गया है।

सही शाम / भोर की गणना सुनिश्चित करने के लिए, देशांतर और अक्षांश और समय क्षेत्र निर्धारित किया जाना चाहिए।

जैसा कि dusk2dawn उदाहरण में वर्णित है, किसी भी स्थान के लिए देशांतर और अक्षांश खोजने का एक आसान तरीका Google मानचित्र में स्थान ढूंढना है, मानचित्र पर स्थान पर राइट क्लिक करें और "यहां क्या है?" चुनें। सबसे नीचे, आपको निर्देशांक वाला एक कार्ड दिखाई देगा।

कार्यक्रम में देशांतर और अक्षांश को Dusk2Dawn.cpp लाइन 19 और 20 में हार्डकोड किया गया है:

/* आपके स्थान का अक्षांश और देशांतर यहां सेट होना चाहिए।

* *सुझाव: किसी भी स्थान के लिए देशांतर और अक्षांश खोजने का एक आसान तरीका है * Google मानचित्र में स्थान ढूंढना, मानचित्र पर स्थान पर राइट क्लिक करना और * "यहां क्या है?" चुनें। सबसे नीचे, आपको * निर्देशांक वाला एक कार्ड दिखाई देगा। */ #अक्षांश परिभाषित करें 52.097105; // यूट्रेक्ट #LONGTITUDE 5.068294 परिभाषित करें; // यूट्रेक्ट

समय क्षेत्र को Dusk2Dawn.cpp लाइन 24 में भी हार्डकोड किया गया है। डिफ़ॉल्ट रूप से यह नीदरलैंड (GMT + 1) पर सेट है:

/* यहां अपना समय क्षेत्र (जीएमटी के लिए ऑफसेट) दर्ज करें।

*/ #टाइमज़ोन 1 परिभाषित करें

पहली बार Arduino की प्रोग्रामिंग करते समय, EEPROM मेमोरी को इनिशियलाइज़ करने की आवश्यकता होती है। इसके लिए, EEPROM आरंभीकरण करने के लिए timer.cpp लाइन 11 बदलें:

// पहली बार प्रोग्रामिंग के लिए सही में बदलें

#परिभाषित करें INITIALIZE_EEPROM_MEMORY गलत

प्रोग्राम को Arduino पर अपलोड करें और Arduino को बूट करें।

EEPROM आरंभीकरण को अक्षम करें और प्रोग्राम को फिर से Arduino पर अपलोड करें। रिबूट होने पर टाइमर अब स्विच टाइम सेटिंग्स को याद रखेगा।

चरण 15: समय निर्धारित करना और समय बदलना

उपयोगकर्ता इंटरैक्शन अवधारणाएं:

• चयन की पुष्टि के लिए लघु प्रेस का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, मुख्य टाइमर स्क्रीन में एक छोटा प्रेस प्रकाश को चालू या बंद कर देता है।
• मुख्य टाइमर स्क्रीन से मेनू में प्रवेश करने के लिए लॉन्ग प्रेस का उपयोग किया जाता है। मेनू में कहीं भी, मुख्य टाइमर स्क्रीन पर एक लंबा प्रेस वापस आ जाएगा।
• '>' चयन अभिशाप। यह कर्सर मेनू में चयनित विकल्प को इंगित करता है।

मुख्य टाइमर स्क्रीन

मुख्य टाइमर स्क्रीन दिखाता है:

सप्ताह का दिन सु

वर्तमान समय १६:००

वर्तमान टाइमर स्थिति और अगला स्विच समय टाइमर 17:12 तक बंद रहता है

सुबह और शाम का समय सुबह 08:05 शाम 17:10

सही समय निर्धारित करना

मेनू में प्रवेश करने के लिए देर तक दबाएं। निम्नलिखित विकल्प दिखाए गए हैं:

बैकसेट समयसप्ताह के दिन का कार्यक्रमसप्ताहांत कार्यक्रमविकल्प

वास्तविक समय घड़ी की तिथि और समय निर्धारित करने के लिए निर्धारित समय का चयन करें। इसके लिए सही मान दर्ज करें:

वर्षमाहदिन का समय

टाइमर स्वचालित रूप से सप्ताह का दिन निर्धारित करता है। डेलाइट सेविंग टाइम स्विच करना भी अपने आप हो जाता है। डेलाइट सेविंग केवल यूरोपीय समय क्षेत्र के लिए लागू की गई है।

टाइमर प्रोग्राम सेट करना

टाइमर में 2 कार्यक्रम हैं, एक सप्ताह के दिनों के लिए, एक सप्ताहांत के लिए। ध्यान दें कि शुक्रवार को सप्ताहांत का हिस्सा माना जाता है, रोशनी थोड़ी देर तक रह सकती है।

प्रत्येक टाइमर में एक स्विच ऑन और स्विच ऑफ पल होता है। पल या तो हो सकता है:

• समय: सटीक निर्दिष्ट समय
• डॉन: भोर के परिकलित समय के आधार पर स्विच करें
• शाम: शाम के परिकलित समय के आधार पर स्विच करें

शाम और भोर के लिए 59 मिनट पहले या बाद में सुधार मान दर्ज करना संभव है।

उदाहरण:

पूरी रात लाइट चालू करने के लिए, स्विच ऑन (शाम + 10 मिनट), स्विच ऑफ (सुबह - 10 मिनट) चुनें

शाम को लाइट ऑन करने के लिए, शाम को स्विच ऑन का चयन करें, समय पर स्विच ऑफ करें: 22:30।

विकल्प

विकल्प स्क्रीन में स्क्रीन के स्विचिंग के लिए एक टाइमआउट सेट किया जा सकता है।

जब स्क्रीन बंद हो जाती है, तो रोटरी एन्कोडर नॉब दबाने पर मुख्य टाइमर स्क्रीन पर वापस आ जाएगा।